李珍，董杏，宿曉曉，來夢杰，曾憲旭,2(通信作者*)

(1.鄭州大學(xué)第三臨床學(xué)院，河南 鄭州 450052；2.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院病理科，河南 鄭州 450052)

0 引言

生長抑制因子蛋白家族 (inhibitor of growth family，ING)是一組重要的腫瘤抑制因子，總共包括ING1，ING2，ING3，ING4和ING5五位成員。這五種基因共編碼包括INGl基因的3種產(chǎn)物 (INGla、INGlb、INGlc) 以及ING基因家族其它4個成員的編碼蛋白的7種蛋白。其中，ING4基因在2004年Nature雜志上正式確認為一種腫瘤抑制因子。ING4作為一種新的候選抑癌基因，近年來它的抑癌功能及其機制受到越來越多的關(guān)注，在這篇綜述中，我們總結(jié)了ING基因已知的生物學(xué)功能及其與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性。

1 ING4基因的生物學(xué)作用

生長抑制因子蛋白家族(ING)是一組重要的腫瘤抑制因子，包括ING1，ING2，ING3，ING4和ING5成員。其中，ING4基因最初于2003年從人的腦垂體中被分離出[1]，在2004年被確認為一種腫瘤抑制因子，在人類所有被檢測到的正常組織中均有ING4基因表達[2]。該基因跨度為13 kb，定位于人類染色體12p13.31，至少包含8個外顯子。ING4蛋白與ING家族其他成員在N端和C端上具有高度的同源性[3]，它的C端有一個植物同源結(jié)構(gòu)域，此結(jié)構(gòu)域是磷脂酰肌醇磷酸的核受體功能結(jié)構(gòu)域，通過與磷脂酰肌醇磷酸信號分子相結(jié)合，能夠調(diào)節(jié)細胞生長與增殖[4]。N端是一個核定位信號序列，其與ING4蛋白的核定位及與p53在細胞核的復(fù)合定位中起著重要的作用[5]。ING4蛋白在許多不同的細胞過程中發(fā)揮著重要的作用，如細胞增殖、凋亡、擴散、侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成、DNA損傷修復(fù)及缺氧適應(yīng)等。大量研究表明，ING4基因與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系，包括宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、黑色素瘤和胃癌等。

在正常組織中，細胞的增殖受到多種內(nèi)在和外在信號傳導(dǎo)途徑的嚴格調(diào)控。當細胞因各種理化因素的影響產(chǎn)生遺傳改變而喪失這種調(diào)節(jié)機制時，它們就會變成癌癥。抑癌基因在抵抗腫瘤發(fā)生和預(yù)防腫瘤進展中非常重要，它們通常在癌細胞中失活，被認為是腫瘤發(fā)生和發(fā)展的主要機制之一。

2 ING4基因的相關(guān)抑癌機制

2.1 ING4可增強p53基因的活性

ING4可增強p53基因的活性，其機制包括促進p53基因的甲基化，抑制Mdm2介導(dǎo)的p53基因降解以及提高p53下游基因在轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平的表達[5]；研究表明ING4基因可與p53結(jié)合并提高其在Lys382位點的甲基化及轉(zhuǎn)錄活性[6]等誘導(dǎo)細胞凋亡。此外，ING4基因還可以通過控制p53乙?；癄顟B(tài)使p53的轉(zhuǎn)錄活性增強，從而抑制腫瘤發(fā)生[7]。

2.2 ING4可恢復(fù)細胞間接觸抑制

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)ING4基因可抑制由原癌基因myc過度表達引起的細胞間接觸抑制功能失活[8]。原癌基因myc是正常細胞生長所必需的一種轉(zhuǎn)錄因子，但myc基因的過表達可誘導(dǎo)細胞間接觸抑制的丟失，從而促進腫瘤的發(fā)生。因此，ING4基因可恢復(fù)細胞間接觸抑制。

2.3 ING4可抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

研究表明ING4基因能夠與核轉(zhuǎn)錄因子NF-кB 結(jié)合，抑制NF-κB調(diào)節(jié)基因如IL-8、MMP-9、COX-2等的轉(zhuǎn)錄[9]。ING4與NF-κB蛋白同時結(jié)合到上述基因的啟動子區(qū)域，可出現(xiàn)p65亞基磷酸化、HAT中p300亞基和乙?；M蛋白的下降，進而上調(diào)此啟動子區(qū)域組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶的活性來抑制上述基因的轉(zhuǎn)錄[10]，從而抑制腫瘤新生血管的生成及腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

2.4 ING4可抑制缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)的活性

多數(shù)細胞對氧氣適應(yīng)性變化的反應(yīng)是通過HIF介導(dǎo)的，通過抑制HIF的活性可抑制腫瘤細胞的生長[12]。Ozer等研究證實ING4能與HIF脯氨酰羥化酶的鐵依賴性氧化酶直接發(fā)生作用，從而抑制缺氧狀態(tài)下HIF靶基因的表達[11]。

2.5 ING4可抑制腫瘤細胞生長

Shiseki M及Zhang等[13]研究表明高表達的ING4基因可抑制細胞周期進展，包括抑制腫瘤細胞克隆、S期腫瘤細胞數(shù)量減少以及G0/S和G2/M期細胞數(shù)量的增加。

2.6 ING4可誘導(dǎo)細胞凋亡

ING4可以下調(diào)Survivin的表達，從而引起腫瘤細胞的凋亡[14]。Survivin抑制細胞凋亡的主要機制通過抑制腫瘤細胞中的不同caspases的活性或與外源性和內(nèi)源性的凋亡途徑的調(diào)節(jié)者相互作用以及或與細胞周期蛋白激活酶cdk34、p34和cdc2相互作用并敲除凋亡傳導(dǎo)信號從而發(fā)揮抑制細胞凋亡的作用[15]。

2.7 ING4可增強腫瘤細胞放化療敏感性

Klironomos G等[16]在肝癌細胞株中的研究發(fā)現(xiàn)ING4基因能提高Hep G2細胞對阿霉素、鬼臼乙叉甙的化療敏感性，并呈現(xiàn)劑量依賴方式。Xie等[17]研究證實ING4基因能夠提高肝癌細胞株SMMC-7721對化療藥物順鉑的敏感性。Zhang等[18]研究證實miR-214和miR-15在胰腺癌組織中異常高表達，過度表達的miR-214可靶向抑制ING4基因的表達從而降低胰腺癌細胞對化療藥物吉西他濱的敏感性。

3 ING4基因與惡性腫瘤

宮頸癌相關(guān)研究證實HPV16 E6可通過阻礙ING4與p53的結(jié)合而抑制細胞凋亡，引起細胞癌變。ING4基因有可能作為宮頸癌早期診斷及預(yù)測宮頸癌癌前病變風(fēng)險及轉(zhuǎn)移的重要指標之一[19]。卵巢癌相關(guān)研究表明ING4 mRNA在癌組織中的表達缺失明顯高于正常組織對照組[20]；ING4基因蛋白水平在大多數(shù)卵巢癌組織中表現(xiàn)為表達下調(diào)和缺失，表明ING4基因表達的丟失促進了卵巢癌的發(fā)生發(fā)展。最近研究發(fā)現(xiàn)，ING4可能參與子宮內(nèi)膜癌的病變過程[21]。乳腺癌是導(dǎo)致全球女性死亡的主要原因，在過去的幾十年中，乳腺癌的發(fā)病率急劇增加。目前的治療方法并未改善乳腺癌患者5年生存率低的問題。乳腺癌發(fā)生、發(fā)展是多種異?；蚬餐饔玫慕Y(jié)果，但其發(fā)生機制至今尚不清楚。相關(guān)研究顯示，乳腺癌組織中ING4 mRNA相對表達量降低，且與臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，說明ING4表達缺失參與了乳腺癌進展、轉(zhuǎn)移過程[22]。Gong等[23]研究揭示ING4基因的細胞毒性作用參與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的自噬作用，為膠質(zhì)瘤聯(lián)合療法的研究提供了新的方向。Lu等[24]研究表明ING4基因作為黑色素瘤的生物標記可為黑色素瘤患者提供預(yù)后評估，蔡等[25]研究了ING4對人黑素瘤M14細胞增殖的影響，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染的外源生長抑制因子4基因可在細胞內(nèi)表達并對M14細胞的增殖起抑制作用。Tang 等[26]研究了 CD82 基因在黑色素瘤中的作用機制，發(fā)現(xiàn)CD82基因抑制黑色素瘤細胞遷移的機制可能與ING4調(diào)節(jié)P65的表達相關(guān)，表明 ING4 基因在黑色素瘤的轉(zhuǎn)移和增殖相關(guān)。Xu等[27]研究發(fā)現(xiàn)腺病毒介導(dǎo)的ING4基因在MG-63人骨肉瘤細胞中能上調(diào)P21，P27和Bax的表達，下調(diào)Bcl-2的表達并激活Caspase-以及降低CD34表達和MVD。通過內(nèi)在的凋亡途徑引起的細胞凋亡和抑制腫瘤血管生成。Fang等[28]人通過對 136 例肝細胞癌組織(HCC)中 ING4 的表達統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn) ING4 蛋白與病理分期分級有顯著負相關(guān)，多因素分析顯示在預(yù)后中ING4 的表達屬于獨立因子，與其他因子無相關(guān)性。Xie等[29]構(gòu)建了共表達ING4和IL-24雙腫瘤抑制基因(Ad-ING4-IL-24)的重組腺病毒，協(xié)同誘導(dǎo)生長抑制、細胞凋亡，上調(diào)P21，P27，F(xiàn)as等表達，減少促血管生成因子產(chǎn)生的VEGF和IL-8協(xié)同抑制腫瘤血管生成。

目前癌癥基因治療引起了越來越多的關(guān)注。近20多年國內(nèi)外很多學(xué)者通過對基因的研究，發(fā)現(xiàn)將惡性腫瘤缺失的相關(guān)基因?qū)氚┘毎泻?，通過調(diào)控癌細胞的增殖和凋亡，可以達到殺傷癌細胞，治療癌癥的目的。隨著對ING蛋白質(zhì)了解的深入，發(fā)現(xiàn)ING蛋白的活性根據(jù)細胞和器官種類的不同而有所差異，從而影響上皮組織中的各種系統(tǒng)，例如免疫系統(tǒng)，精子發(fā)生和干細胞分化。INGs可以靶向用于癌癥治療，就像ING2和Vorinostat一樣，開發(fā)能夠干擾INGs調(diào)節(jié)的表觀遺傳途徑的新藥物似乎是未來研究的有希望的目標。

綜上所述，ING4基因是一種非常重要的腫瘤抑制因子，其抑癌機理包括抑制腫瘤細胞生長，抑制腫瘤血管生成，促進細胞凋亡，增加腫瘤細胞的放化療敏感性；因此以ING4為靶點的腫瘤基因治療可能是腫瘤治療的新型方法。對其結(jié)構(gòu)和功能的進一步研究，將有助于闡明其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中作用，并可成為新的抗腫瘤的治療靶點。